DE102005011395A1 - Hydraulic control arrangement - Google Patents
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- F15B2211/50572—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure using a pressure compensating valve for controlling the pressure difference across a flow control valve
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a hydraulic control arrangement for driving a consumer according to the generic term of claim 1
Aus
der
In
der
Die
In
der
Alle vorbeschiebenen Ausführungsbeispiele haben den Nachteil gemeinsam, dass die den Zulaufquerschnitt und den Ablaufquerschnitt der Messblenden bestimmenden Steuerkanten (Zulaufsteuerkante, Ablaufsteuerkante) äußerst genau aufeinander abgestimmt sein müssen.All vorbeschiebenen embodiments have the disadvantage in common that the inlet cross section and the flow cross section the measuring orifice-defining control edges (inlet control edge, flow control edge) extremely accurate must be coordinated.
Nachteilig bei diesen Lösungen ist des Weiteren, dass jeweils nur entweder der zum Verbraucher zulaufende Druckmittelvolumenstrom oder der vom Verbraucher ablaufende Volumenstrom lastunabhängig gesteuert werden kann. Darüber hinaus tritt insbesondere bei der Ansteuerung von doppeltwirkenden Zylindern bei sogenannten ziehenden Lasten – also bei Lasten, bei denen der Druck im Ablauf höher als im Zulauf ist – die Gefahr einer Unterversorgung der zulaufseitigen Zylinderkammer auf. Eine derartige Unterversorgung kann zu Kavitationen führen, durch die der Verbraucher oder die diesem zugeordneten hydraulischen Schaltelemente beschädigt werden. Ein derartiger Betriebszustend kann beispielsweise bei einer Bergabfahrt oder dann auftreten, wenn eine Last zunächst angehoben wird, dann einen Totpunkt überwindet und anschließend ziehend auf den hydraulischen Verbraucher wirkt.adversely in these solutions Furthermore, that is only either the consumer inflowing pressure medium flow or the expired by the consumer Volume flow independent of load can be controlled. About that In addition, especially occurs in the control of double-acting Cylinders at so-called pulling loads - ie at loads in which the pressure in the drain higher as is in the inflow - the Risk of undersupply of the inlet-side cylinder chamber. Such a deficiency can lead to cavitation, by the consumer or the associated hydraulic switching elements to be damaged. Such Betriebszustend can, for example, in a downhill or occur when a load is first lifted, then one Dead center overcomes and subsequently pulling on the hydraulic consumer acts.
Zur Vermeidung derartiger Unterversorgungen des Verbrauchers können beispielsweise Nachsaugventile verwendet werden. Aufgrund des vergleichsweise geringen Differenzdrucks zwischen der Saugseite und dem Tankdruck beim Nachsaugen müssen diese Ventile jedoch einen sehr großen Querschnitt aufweisen.to Avoiding such underpayments of the consumer, for example Suction valves are used. Due to the comparatively low Differential pressure between the suction side and the tank pressure when vacuuming must this Valves, however, a very large cross-section exhibit.
Eine alternative Möglichkeit besteht darin, im Druckmittelablauf Vorspannventile vorzusehen. Derartige Vorspannventile gehen jedoch mit einem hohen Energieverlust einher, da der Zulaufdruck, insbesondere bei kleinen Lasten, stark angehoben werden muss.A alternative possibility consists in providing biasing valves in the pressure fluid outlet. However, such bias valves go with a high energy loss This is because the inlet pressure, especially at low loads, strong must be raised.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Bremsventile zu verwenden. Diese benötigen jedoch ebenfalls einen vergleichsweise hohen Druck auf der Zulaufseite um den Volumenstrom auf der Ablaufseite zu steuern und somit eine Unterversorgung des Zulaufs zu vermeiden.A another possibility is to use brake valves. However, these also need a comparatively high pressure on the inlet side around the volume flow to control on the drain side and thus a shortage of the feed to avoid.
D. h., diese bekannten Möglichkeiten zur Vermeidung einer Unterversorgung (Nachsaugventil, Vorspannventil, Senk-Brems-Ventil) erfordern einen erheblichen schaltungstechnischen Aufwand und sind darüber hinaus noch mit Energieverlusten verbunden.D. h., these known possibilities to avoid an undersupply (suction valve, preload valve, Lowering brake valve) require a considerable circuit engineering Effort and are about it also associated with energy losses.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines Verbrauchers zu schaffen, durch die eine Unterversorgung mit geringem Aufwand vermieden werden kann und bei der der Druckmittelvolumenstrom zum Verbraucher und der vom Verbraucher ablaufende Druckmittelvolumenstrom lastunabhängig gesteuert werden kann.In contrast, the present invention seeks to provide a hydraulic control arrangement for controlling a consumer, by which a shortage can be avoided with little effort and at the pressure medium flow to the consumer and the from Consumer running pressure medium flow rate can be controlled independent of load.
Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Steueranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is by a hydraulic control arrangement with the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung ist mit einer verstellbaren Zulauf- und einer verstellbaren Ablaufmessblende ausgeführt, wobei eine im Druckmittelvorlauf angeordnete Druckwaage in Öffnungsrichtung von einer konstanten Kraft und in Schließrichtung vom niedrigeren der Drücke stromabwärts der Zulaufmessblende und stromaufwärts der Ablaufmessblende beaufschlagt ist. Im Druckmittelablauf ist ein entsperrbarer Sperrblock vorgesehen, der in Zulaufrichtung als Rückschlagventil wirkt und im Druckmittelablauf den Ablaufdruckmittelvolumenstrom regelt.The inventive hydraulic Control arrangement is with an adjustable inlet and an adjustable Drain gauge is running, wherein a arranged in the pressure medium flow pressure compensator in the opening direction from a constant force and in the closing direction from the lower of the pressures downstream the inlet orifice and upstream of the drain metering diaphragm acted upon is. In the pressure fluid outlet a lockable blocking block is provided, in the inlet direction as a check valve acts and in the pressure fluid outlet the drain pressure medium volume flow regulates.
Durch das Zusammenwirken der Druckwaage und des lastkompensierten Sperrblocks können sowohl die dem Verbraucher zulaufenden als auch die vom Verbraucher ablaufenden Druckmittelvolumenströme unabhängig vom Lastdruck konstant gehalten werden. Darüber kann über die Druckwaage und den Sperrblock der Verbraucher in allen Betriebszuständen vorgespannt werden, so dass die eingangs genannte Unterversorgung im Druckmittelzulauf sicher vermieden wird.By the interaction of the pressure balance and the load-compensated blocking block can both the consumer as well as the consumer Pressure fluid volume flows independently be kept constant by the load pressure. About it can over the pressure balance and the Locking block of the consumers are biased in all operating conditions, so that the initially mentioned undersupply in the pressure medium feed safely avoided.
Die Vorspannung des Verbrauchers kann auf einfache Weise durch Einstellung der auf die Druckwaage in Öffnungsrichtung wirkenden konstanten Kraft an das System angepasst werden.The Preload the consumer can easily by adjusting on the pressure compensator in the opening direction acting constant force to be adjusted to the system.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich mit sehr geringem Aufwand realisieren, wobei die vorstehend beschriebenen zusätzlichen Ventilanordnungen, wie Nachsaug ventile, Vorspannventile, Senk-Brems-Ventile etc. nicht benötigt werden. Aufgrund der Vorspannung des Verbrauchers können Luftausscheidungen auf der Saugseite zuverlässig vermieden werden.The inventive solution can be realize with very little effort, the above-described additional Valve arrangements, such as Nachsaug valves, preload valves, lowering brake valves etc. not needed become. Due to the bias of the consumer can eliminate air Reliably avoided on the suction side become.
Es zeigte sich des Weiteren, dass bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Steueranordnung eine geringere Anhebung des Zulaufdruckes erforderlich ist, so dass gegenüber herkömmlichen Lösungen eine Energieeinsparung ermöglicht ist.It showed, furthermore, that in the hydraulic Control arrangement requires a smaller increase in the inlet pressure is so opposite usual solutions enables energy savings is.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung wird eine Fördermenge einer Pumpe der hydraulischen Steueranordnung in Abhängigkeit vom größeren der Drücke stromabwärts der Zulaufmessblende und stromaufwärts der Ablaufmessblende gesteuert. Diese Fördermenge wird dabei so geregelt, dass in der Pumpenleitung ein um eine bestimmte Druckdifferenz Δp über dem Lastdruck liegender Pumpendruck anliegt (LS-System).at a particularly preferred embodiment The invention is a delivery a pump of the hydraulic control arrangement in dependence from the larger of the pressures downstream of the Inlet orifice and upstream the drain gauge is controlled. This flow rate is regulated in this way, in that in the pump line to a certain pressure difference Ap over the Load pressure lying pump pressure applied (LS system).
Die Zulauf- und Ablaufmessblenden sind vorzugsweise durch ein stetig verstellbares Wegeventil ausgebildet, dessen Arbeitsanschlüsse an eine Zulauf- und eine Ablaufleitung angeschlossen sind und dessen Druckanschluss mit einer Vorlaufleitung und dessen Tankanschluss mit einer Rücklaufleitung verbunden ist.The Inlet and drain orifice plates are preferably continuous adjustable directional control valve whose working connections to an intake and a drain line are connected and its pressure port connected to a flow line and the tank connection to a return line is.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, den von einer Zulaufsteuerkante auf gesteuerten Zulaufquerschnitt größer als den von einer Ablaufsteuerkante auf gesteuerten Ablaufquerschnitt auszuführen oder den Ablaufquerschnitt später aufzusteuern, so dass aufgrund der geringeren Anforderungen an die Zulaufsteuerkante die Abstimmung der beiden Steuerkanten vereinfacht ist. Die Geschwindigkeit des Verbrauchers ist dann stets durch den Ablaufquerschnitt bestimmt.The inventive solution makes it possible the controlled by an inlet control edge on inlet cross section greater than the on a flow control edge on controlled flow cross-section perform or the drain cross-section later aufzusteuern, so that due to the lower requirements at the Inlet control edge simplifies the vote of the two control edges is. The speed of the consumer is then always through the Outlet cross section determined.
Die auf die Druckwaage wirkende konstante Kraft wird bei einer Variante der Erfindung durch einen auf eine Steuerfläche eines Druckwaagenkolbens wirkenden Steuerdruck aufgebracht. Alternativ kann die konstante Kraft auch über eine Feder oder dergleichen auf den Druckwaagenkolben aufgebracht werden.The on the pressure compensator acting constant force is in a variant of the invention by a on a control surface of a pressure compensator piston acting control pressure applied. Alternatively, the constant Force too over a spring or the like applied to the pressure compensator piston become.
Die Anpassung der Vorspannung des Verbrauchers kann dann auf einfache Weise durch Einstellung des Konstantdrucks verändert werden. Dieser kann auch durch geeignete Schaltung auf Null abgesenkt werden, so dass das Druckmittel vom Verbraucher abströmen kann, ohne das Druckmittel zum Zulauf hin gefördert wird.The Adjusting the preload of the consumer can then be easy Be changed way by adjusting the constant pressure. This one can too be lowered to zero by suitable circuitry, so that the Pressure fluid can flow from the consumer, without the pressure medium promoted to the inlet becomes.
Bei Ansteuerung eines doppeltwirkenden Verbrauchers, beispielsweise eines Differentialzylinders werden vorzugsweise sowohl im Zulauf als auch im Ablauf entsperrbare Sperrblöcke vorgesehen, die jeweils einen durch einen Steuerdruck betätigbaren Aufstoßkolben haben. Der Aufbau der Steueranordnung ist besonders einfach, wenn dieser Steuerdruck dem konstanten Steuerdruck entspricht, der die Druckwaage in Öffnungsrichtung beaufschlagt.at Control of a double-acting consumer, for example a differential cylinder are preferably both in the inlet as well as in the course unlockable blocking blocks provided, each an actuable by a control pressure topping piston to have. The structure of the control arrangement is particularly simple when this control pressure corresponds to the constant control pressure of the pressure compensator in the opening direction applied.
Der kleinere Druck stromabwärts der Zulaufmessblende und stromaufwärts der Ablaufmessblende kann über ein inverses Wechselventil abgegriffen werden.Of the smaller pressure downstream the inlet orifice and upstream of the drain orifice plate can via a Inverse shuttle valve can be tapped.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.
Im Folgenden wird ein bevorzugstes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer einzigen Figur erläutert. Diese zeigt einen Schaltplan einer hydraulischen Steueranordnung zur Ansteuerung eines doppeltwirkenden Verbrauchers.in the The following is a preferred embodiment of the invention explained with reference to a single figure. This shows a circuit diagram of a hydraulic control arrangement for controlling a double-acting consumer.
Derartige
Steueranordnungen werden insbesondere zur Ansteuerung der Verbraucher
eines mobilen Arbeitsgerätes,
beispielsweise bei einem Stapler oder einem Traktor verwendet. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Verbraucher als Differentialzylinder
Die
Druckmittelversorgung
Das
vom Zylinder
Die
Ventilanordnung, die beispielsweise als Ventilscheibe eines Mobilsteuerblocks
ausgeführt
ist, hat einen Druckanschluss P, einen LS-Anschluss LS, zwei Rücklaufanschlüsse R sowie
zwei Arbeitsanschlüsse
A, B, wobei Letztere über
Arbeitsleitungen
Wie
aus der Figur des Weiteren hervorgeht, sind die beiden Rücklaufleitungen
Das
Wegeventil hat zwei Arbeitsanschlüsse A' und B', die über eine Zulaufleitung
In
einem an den Druckanschluss P der Ventilanordnung
Von
den Abgreifkanälen
Zum
besseren Verständnis
der Erfindung wird nunmehr die Funktion der erfindungsgemäßen Steueranordnung
anhand des Ausfahrens des Zylinders
Prinzipielle Funktionprincipal function
Zum
Ausfahren des Zylinders
Getriebene Lastdriven load
Bei
getriebener Last ist der Druck im Zulaufkanal
Beim Öffnen der
Ablaufmessblende
Ziehende LastPulling load
Bei
ziehender Last ist der Druck im Ablaufkanal
Auf
der Zulaufseite, d.h. in dem Zulaufkanal
Beim Öffnen der
Ablaufsteuerkante, d.h. beim Auf steuern der Ablaufmessblende
Wenn
der Zylinder
Durch
Abschalten des die beiden Sperrblöcke
Falls
der konstante Steuerdruck lediglich für die Individualdruckwaage
Der
konstante Steuerdruck px kann variiert werden,
um das Druckgefälle über den
Steuerkanten des Wegeventils
Anstelle
des konstanten Steuerdrucks px und der Druckwaagenfeder
Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers mit einer verstellbaren Zulauf- und einer verstellbaren Ablaufmessblende sowie einer in einem Druckmittelvorlauf angeordneten Druckwaage. Die Steueranordnung hat desweiteren einen entsperrbaren Sperrblock, der in Zulaufrichtung als Rückschlagventil wirkt und in Ablaufrichtung mittels eines Steuerdrucks entsperrbar ist. Erfindungsgemäß ist die Druckwaage in Öffnungsrichtung von einer konstanten Kraft und in Schließrichtung vom niedrigeren der Drücke stromabwärts der Zulaufmessblende und stromaufwärts der Ablaufmessblende beaufschlagt.Disclosed is a hydraulic control arrangement for controlling a hydraulic Consumer with an adjustable inlet and an adjustable Drain meter and one arranged in a pressure medium flow Pressure compensator. The control arrangement further has a releasable Lock block, which acts as a check valve in the inlet direction and in Drain direction is unlocked by means of a control pressure. According to the invention, the pressure compensator in the opening direction from a constant force and in the closing direction from the lower of the pressures downstream of the Inlet orifice and upstream the drain metering diaphragm acted upon.
- 22
- Zylindercylinder
- 44
- Ventilanordnungvalve assembly
- 66
- DruckmittelversorgungPressure medium supply
- 88th
- Konstantpumpefixed displacement pump
- 1010
- Pumpenleitungpump line
- 1212
- Bypassleitungbypass line
- 1414
- EingangsdruckwaageInlet pressure
- 1616
- Federfeather
- 1818
- LastmeldeleitungLoad-sensing line
- 2020
- RücklaufleitungReturn line
- 2222
- RücklaufleitungReturn line
- 2424
- Arbeitsleitungworking line
- 2626
- Arbeitsleitungworking line
- 2828
- Zylinderraumcylinder space
- 3030
- Ringraumannulus
- 3232
- IndividualdruckwaageIndividual pressure compensator
- 3434
- Wegeventilway valve
- 3636
- Sperrblocklocking block
- 3838
- Sperrblocklocking block
- 4040
- ZulaufmessblendeSupply measuring orifice
- 4242
- AblaufmessblendeDrain measuring orifice
- 4444
- ZulaufmessblendeSupply measuring orifice
- 4646
- AblaufmessblendeDrain measuring orifice
- 4848
- RücklaufkanalReturn channel
- 5050
- RücklaufkanalReturn channel
- 5252
- Zulaufkanalinlet channel
- 5454
- Ablaufkanaldrain channel
- 5656
- Aufstoßkolbentopping
- 5858
- Aufstoßkolbentopping
- 6060
- Kanalchannel
- 6262
- Kanalchannel
- 6464
- Vorlaufkanalforward channel
- 6666
- DruckwaagenfederCompensator spring
- 6868
- Meldekanalsignaling channel
- 7070
- AbgreifkanalAbgreifkanal
- 7272
- AbgreifkanalAbgreifkanal
- 7474
- inverses Wechselventilinverse shuttle valve
- 7676
- ZweigkanalZweigkanal
- 7878
- ZweigkanalZweigkanal
- 8080
- Wechselventilshuttle valve
- 8282
- LS-WechselventilLS shuttle valve
Claims (10)
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20120313 |